化工行業(yè)VOC廢氣治理探討

鐘幗瑛

（中山市環(huán)境保護局小欖分局 廣東中山 528415）

引言

隨著化工行業(yè)的高速發(fā)展，各種各樣的化工廢氣成為空氣污染中的主要因素，其中VOC廢氣是最為嚴重的一項。由于VOC中存在大量的揮發(fā)性有機化合物，其產(chǎn)生的原因有很多種。常見的有汽車排放的尾氣、房屋裝修涂料以及重金屬冶煉等。VOC廢氣帶來的污染范圍十分廣泛，且治理難度也很大，為了降低其給環(huán)境帶來的污染程度，采取有效的治理方式顯得非常必要。

1 化工行業(yè)中的VOC廢氣概述

1.1 VOC廢氣的含義

VOC廢氣也被叫做揮發(fā)性有機污染氣體，這是由于其中含有大量的易揮發(fā)性有機物而得名，其暴露在空氣中后會與大氣發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而形成有機化合物，主要的化學(xué)物質(zhì)為含氧、氮、氯、硫、甲烷烴等類有機物，是導(dǎo)致臭氧污染以及形成PM2.5污染物的重要物質(zhì)。

1.2 VOC廢氣的主要形成環(huán)節(jié)

化工行業(yè)的生產(chǎn)過程中，形成VOC廢氣的環(huán)節(jié)較多，多數(shù)分散在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，其中的主要形成環(huán)節(jié)有以下幾點：①化工廠中的有機液體儲罐區(qū)域內(nèi)，這是由于“大呼吸”與“小呼吸”的影響而形成揮發(fā)性氣體；②容易散發(fā)出VOC廢氣的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，例如化工合成、過濾、蒸餾、離心等生產(chǎn)工序中，都極易出現(xiàn)VOC廢氣；③生產(chǎn)車間中進行物料轉(zhuǎn)移的過程，在將物料從第一個儲存器轉(zhuǎn)移到第二個儲存器中時，也會存在吸入氣體與放出氣體的過程，從而形成VOC廢氣；④生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)生泄露情況，生產(chǎn)設(shè)備的長時間使用而出現(xiàn)的腐蝕以及磨損，沒有及時采取養(yǎng)護辦法等，進而導(dǎo)致物料泄露的情況發(fā)生；⑤生產(chǎn)管理機制缺失，由于生產(chǎn)過程中的管理機制不完善，操作人員存在錯誤操作的情況，導(dǎo)致有機物質(zhì)發(fā)生泄露或非正常的排放等等[1]。

1.3 VOC廢氣帶來的主要危害

首先，VOC廢氣暴露在空氣中會嚴重影響空氣質(zhì)量，當(dāng)人體吸入受到污染的空氣時，就會給其肺部功能產(chǎn)生影響，長期且大量的吸入VOC廢氣，還可能導(dǎo)致人體細胞發(fā)生癌變，最終導(dǎo)致癌癥疾病。另外，VOC廢氣在空氣中產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)后，會形成霧霾，使得人們的視野范圍遭到遮擋，給人們的正常工作和出行帶來嚴重影響。

2 化工行業(yè)VOC廢氣當(dāng)前的主要治理技術(shù)

總的來說，VOC廢氣當(dāng)前的處理技術(shù)主要分為兩種，一個是回收，一個是銷毀。

2.1 回收技術(shù)

這項技術(shù)是利用物質(zhì)的物理性質(zhì)，通過改變壓力、溫度，或采取具有吸附性能或選擇性滲透性能的透膜來講其中的有機物質(zhì)有效去除，而詳細又分為吸收、膜分、吸附和冷凝幾種。

吸收技術(shù)。是利用揮發(fā)性較小或不具揮發(fā)性的液體作為吸收劑，通過分析VOC廢氣中的組成成分及其在吸收劑中的溶解程度或化學(xué)反應(yīng)的差異性特征，利用吸收裝置將其VOC廢氣中的有害物質(zhì)進行吸收，進而實現(xiàn)凈化VOC廢氣的目的。這種吸收方式在濃度高、壓力高、溫度低、氣量小VOC廢氣凈化中。

膜分離技術(shù)。是采取人工合成或天然存在的膜材料來分離廢氣物質(zhì)的方式。實際實施中，需要先將VOC廢氣加以冷凝為液體回收，然后再采取膜分離方式進行凈化。這種方式比較適用在氣量小、回收價值高、濃度小的VOC廢氣凈化中[2]。

吸附技術(shù)。這主要是利用吸附劑的選擇性吸附功能，將VOC廢氣中的有害物質(zhì)吸附在其表面，然后采取統(tǒng)一拋棄處理、蒸汽脫附回收等方式來凈化。這種處理方式在大氣量、濃度低且凈化要求標準較低的VOC廢氣凈化處理中，是一種比較經(jīng)典且常用的辦法。

冷凝技術(shù)。是利用了VOC廢氣中不同物質(zhì)所具有的飽和與蒸汽壓性質(zhì)差異，通過降低溫度或提高壓力的方式，將蒸汽狀態(tài)的廢氣冷凝液化，進而從廢氣中成功分離出來。這種處理技術(shù)在氣量小、沸點高、濃度高和單組分VOC廢氣中的凈化應(yīng)用較多。

2.2 銷毀技術(shù)

該項技術(shù)主要是利用VOC廢氣的化學(xué)性能，促使其發(fā)生常規(guī)化學(xué)或生化反應(yīng)，再利用光、熱、催化劑或微生物等，使得有害物質(zhì)能夠被轉(zhuǎn)變?yōu)樗c二氧化痰等無機的小分子化合物，其主要的處理方式有催化燃燒、低溫等離子體破壞、熱力焚燒以等技術(shù)。

催化燃燒技術(shù)。這種處理方式是指采取具有催化作用的物質(zhì)促使VOC廢氣進行氧化反應(yīng)，其合適的反應(yīng)溫度一般為250～500℃[3]。相比于熱力焚燒處理技術(shù)來說，催化燃燒法的溫度較低，處理的成本也相對較低。但是，當(dāng)被處理的VOC廢氣中含有硫、鹵素等物質(zhì)時，不宜采取催化燃燒方式。

低溫等離子體技術(shù)。這種處理辦法在常溫常壓下便可進行，采取高壓脈沖放電以獲取具有高能量的離子與電子以及自由基等具有活性的小粒子，并于VOC廢氣產(chǎn)生相互作用，使得廢氣中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2、SO2等低害甚至無害類物質(zhì)。這種處理方式在除臭凈化中具有較好的應(yīng)用效果，但是其凈化的效率還有待提高，常在一些濃度較低的VOC廢氣處理中應(yīng)用。

熱力焚燒技術(shù)。這項技術(shù)使用需要將廢氣加熱，時期溫度高于700攝氏度，才能有效分解有機物，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退鋬艋矢哌_95%以上[4]。不過，該種處理方式成本較高，尤其是濃度較低的情況下還需要補充燃料，所以其應(yīng)用也較少，只在一些危害性較大而無法采取其他可代替處理方式時應(yīng)用。

結(jié)語

綜上所述，VOC廢氣的排放不滿足凈化標準時，將會在大氣中發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，形成PM2.5，影響人們的視線范圍。另外，人體長期吸入大量的VOC氣體，還會導(dǎo)致呼吸道與肺部的感染，嚴重時可能導(dǎo)致機體細胞的癌變，給人們的生命安全構(gòu)成威脅。因此，必須采取合理有效的治理手段，使得VOC廢氣中的有害物質(zhì)被成功消除或減少，降低VOC廢氣給環(huán)境帶來的危害?；厥张c銷毀是當(dāng)前的VOC廢氣中比較常用的兩大處理技術(shù)，在實際的應(yīng)用中，需要根據(jù)廢氣物質(zhì)的具體組成以及處理目標的差異進行科學(xué)選擇，使得VOC廢氣的凈化效果得到最大程度提高。